航天高可靠嵌入式实时操作系统原理与技术

第1章 高可靠实时操作系统

1.1高可靠实时操作系统概述

1.2高可靠RTOS发展现状及趋势

1.3航天对高可靠RTOS的需求

1.4本书的结构

第2章 安全关键软件设计标准及规范概述

2.1软件可靠性

2.1.1软件可靠性概念

2.1.2软件可靠性评价

2.2高可靠软件设计

2.2.1软件可靠性工程

2.2.2软件可靠性设计技术

2.3软件可靠性与防危性区别

2.4国外安全关键软件研制标准

2.4.1DO-178B标准

2.4.2ARINC653标准

2.4.3NASA标准

2.4.4ECSS标准

2.4.5DOD标准

2.5国内安全关键软件研制标准

2.5.1GJB 2786-96标准

2.5.2GJB/Z 102-97标准

2.5.3GJB 438A-97标准

第3章 RTOS基本概念和原理

3.1RTOS总体结构

3.2RTOS内核

3.2.1RTOS内核概述

3.2.2任务调度管理

3.2.3内存管理

3.2.4同步与通信

3.2.5中断/异常管理

3.2.6时钟定时器

3.3设备管理与驱动

3.3.1设备管理

3.3.2设备驱动

3.4嵌入式文件系统

3.4.1概述

3.4.2Flash文件系统

第4章 国外航天应用的RTOS产品

4.1VxWorks产品介绍

4.1.1VxWorks基本结构

4.1.2VxWorks主流版本

4.2Integrity产品介绍

4.2.1Integrity-178B RTOS

4.2.2Integrity RTOS

4.2.3Integrity PC

4.3RTEMS产品介绍

4.3.1RTEMS内核结构及功能特点

4.3.2RTEMS版本发展

4.4QNX产品介绍

4.4.1QNX Neutrino RTOS

4.4.2QNX Neutrino RTOS Secure Kernel

4.4.3QNX Neutrino RTOS Safe Kernel

4.4.4QNX RTOS v4

4.5LynxOS产品介绍

4.5.1LynxOS

4.5.2LynxOS-178B

4.5.3LynxOS-SE

第5章 高可靠RTOS设计原理

5.1RTOS可靠性设计理念

5.1.1RTOS可靠性设计面临问题

5.1.2高可靠RTOS设计模型

5.1.3可靠性与性能的权衡设计

5.2高可靠RTOS设计范例

5.2.1分区操作系统

5.2.2基于虚拟化的安全操作系统

5.2.3基于二代微内核的安全操作系统

5.3RTOS验证技术

第6章 高可靠RTOS内核实现技术

6.1容错实时调度

6.1.1容错实时调度概述

6.1.2容错实时调度算法介绍

6.2内存保护

6.2.1内存保护的重要性

6.2.2多层次内存保护技术

6.2.3内存泄露的动态监测及回收

6.2.4蒙德里安内存保护

6.3空间辐照环境下的内存数据可靠存储

6.3.1空间辐照概述

6.3.2冗余内存分配技术

6.3.3内存冗余编码技术

6.4资源竞争防护

6.4.1资源竞争问题及防护技术

6.4.2动态检测算法

6.4.3静态检测算法

第7章 设备驱动及可靠性增强技术

7.1高可靠RTOS设备驱动技术

7.1.1设备驱动概述

7.1.2设备驱动出现问题分析

7.1.3提高驱动可靠性的技术概述

7.1.4设备驱动加固技术介绍

7.2高可靠RTOS容错技术

7.2.1高可靠RTOS容错技术意义

7.2.2容错技术

7.2.3错误屏蔽策略

7.2.4错误恢复策略

7.2.5RTOS容错实现技术

7.3RTOS健康管理

7.3.1健康管理

7.3.2ASAAC中的系统管理

7.3.3ARINC653中的健康管理

7.3.4基于模型的健康管理技术

第8章 RTOS测试技术和方法

8.1RTOS测试技术概述

8.1.1软件测试是RTOS可靠性保障的重要手段

8.1.2RTOS测试方法分类

8.2RTOS覆盖率测试

8.2.1覆盖率测试

8.2.2覆盖率测试工具简介

8.2.3目标码覆盖率测试

8.3RTOS综合功能测试

8.3.1RTOS功能点

8.3.2RTOS综合功能测试模型

8.3.3多维测试模型

8.4RTOS性能测试

8.4.1时间参考

8.4.2性能指标

8.4.3最大关中断时间比较方法

8.5RTOS基准测试

8.5.1RTOS基准测试套件

8.5.2Rhealstone

8.5.3ThreadMetric

8.5.4HartStone

8.5.5混合负载基准测试

8.6RTOS测试支撑技术

8.6.1RTOS接口测试自动化技术

8.6.2RTOS可移植接口技术

参考文献

嵌入式软件是航天型号软件系统的关键组成部分。随着航天型号的快速发展，嵌入式软件规模及复杂度呈快速递增态势。为了降低软件开发复杂度，提高系统可靠性，采用高可靠嵌入式实时操作系统已经成为了航天型号研制的必然选择和迫切需求，嵌入式实时操作系统已经成为航天型号发展的关键支撑技术之一。国内对高可靠嵌入式实时操作系统的研究和应用还比较少，《航天高可靠嵌入式实时操作系统原理与技术》全面分析了国内外高可靠嵌入式实时操作系统理论、技术、产品研发和应用进展，并对研发航天高可靠嵌入式实时操作系统的理论、方法和相关技术进行了深入阐述，其中很多成果尚属国内首创。《航天高可靠嵌入式实时操作系统原理与技术》主要面向的读者是型号软件的开发人员、调试人员、测试人员以及管理人员，也可作为相关专业高等院校师生的参考书。